從全球范圍來看,各方對三元材料的研發(fā)生產(chǎn)都在不斷推進(jìn)。在這個過程中,材料性能大幅提升,應(yīng)用領(lǐng)域也一再拓展。

鋰電池材料路線之爭 或正式迎來三元材料時代

在嘗試了市面上超過300種電池后,特斯拉才認(rèn)定三元鋰電池。

特斯拉電池技術(shù)總監(jiān)Kurt Kelty給出的理由是:能量密度更大且穩(wěn)定性、一致性更好;可以有效降低電池系統(tǒng)的成本;尺寸小但可控性和安全性都不斷提高。

事實證明,Kurt Kelty的選擇絕對正確。

在特斯拉從首款車型Roadster向目前最風(fēng)靡的Model S“轉(zhuǎn)型”的4年時間里,電池組成本已經(jīng)下降了約44%,并且會繼續(xù)下降。

現(xiàn)在,MODEL S續(xù)航里程能夠達(dá)到486公里,電池容量達(dá)到85kWh(1kwh=1度),采用8142個3.4AH(AH,安時數(shù),是反映電池容量大小的指標(biāo)之一)的松下18650型電池。工程師們將這些電池以磚、片形式逐一平均分配,最終組成一整個電池包,放置于車身底板。

就在昨天,特斯拉發(fā)布今年第一季度財報,首席執(zhí)行官馬斯克說,特斯拉與松下達(dá)成協(xié)議,將建造一座耗資約50億美元的超級鋰離子電池廠。

當(dāng)特斯拉MODEL S在高速公路上飛馳的時候,各方對三元鋰電池的關(guān)注度也以幾何級數(shù)飛增。

三元聚合物鋰電池

是指正極材料使用鋰鎳鈷錳三元正極材料的鋰電池,鋰離子電池的正極材料有很多種,主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。目前三元材料的電芯代替了之前廣泛使用的鈷酸鋰電芯,在筆記本電池領(lǐng)域廣泛被使用。

“用蘋果和安卓(智能手機)的都是好孩子,因為每天必須按時回家……充電?!?

這個流傳甚廣的段子不僅調(diào)侃了當(dāng)下人們對電子產(chǎn)品嚴(yán)重的依賴性,更有意思的是,它還折射了一種科技界的流行癥——對電池容量小、充電次數(shù)頻繁的焦慮。

焦慮癥蔓延的時候,特斯拉出現(xiàn)了,還帶來一個救星:三元鋰電池。

“旋風(fēng)”突襲之前,有關(guān)電池以及充電問題的討論被不斷放大,篇幅遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過特斯拉汽車的其他性能。但很快,當(dāng)特斯拉最知名車型MODEL S采用三元鋰電池(即以鎳鈷鋁三元材料為正極材料的鋰電池)的消息傳出,整個電池業(yè)豁然開朗。

大而化小。這款應(yīng)用于電動汽車的技術(shù),適時緩解了從智能手機到可穿戴設(shè)備,甚至充電寶等小型電子產(chǎn)品的“充電焦慮癥”。鋰電池,也正式迎來三元材料時代。

正極材料 鋰電池之心

我們的手機里、手表里、平板電腦里,鋰電池?zé)o所不在。

這種在當(dāng)代被廣泛應(yīng)用的產(chǎn)品,據(jù)考證靈感最早來源于愛迪生。他曾使金屬鋰和二氧化錳發(fā)生作用,產(chǎn)生放電反應(yīng)。

經(jīng)過這么多年的技術(shù)發(fā)展和改進(jìn),今天,一顆合格鋰電池的基本組成包括外殼、正極材料、負(fù)極材料、隔膜、電解液等。其中,正極材料對于鋰電池的能量密度、安全性、循環(huán)壽命等起著決定性作用,占鋰電池成本的40%,其技術(shù)發(fā)展也變得尤為關(guān)鍵。

目前,主流的正極材料包括鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰以及鎳鈷錳酸鋰三元材料等。就能量密度、成本、安全性、熱穩(wěn)定性和循環(huán)壽命來看,上述主流正極材料的表現(xiàn)各有千秋,這也導(dǎo)致動力鋰電池正極材料技術(shù)路線出現(xiàn)分化。

但無論如何,對鋰電池而言,鈷金屬是必不可少的材料。

[責(zé)任編輯:趙卓然]

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